“新工科”背景下工程实践课程内涵建设的路径及举措

李欣 薛冰 王伟

摘  要：本文分析了新工科背景下高校实践育人面临的新挑战，提出了以一流课程建设为牵引的工程实践课程内涵建设路径以及教学改革的思路和举措，在教学内容、教学资源、教学设计、教学方法、保障措施等方面开展了有益的探索和实践。

关键词：新工科;工程实践;内涵建设;教学改革

中图分类号：G642    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）35-0152-03

当前，中国教育由高速发展转向高质量发展，高等教育进入全面提质创新的新时代[1]。新工科建设作为引领高等教育改革的有力抓手，在各大高校得到了积极响应和推进。新工科建设的提出也为工程教育和实践提供了全新的视角，对高校工程教育提出了新的挑战[2]。如何把握新工科“新的工业专业、工科的新要求”建设内涵，在信息化、网络化、智能化等新形势下，培养出具有前瞻性的能够引领未来发展的工程科技人才，是高等工程教育面临的新任务。在此背景下，作为理工科高校实施工程教育的实践教学平台，“工程实践”课程知识体系要有新拓展，课程内涵要有新变革，育人成效要体现新价值。

一、工程实践课程内涵建设的路径

（一）知识体系持续向高阶拓展

面向新工科需求，工程实践课程知识体系在横向上从制造工藝理论与方法、工艺技术与装备和工程伦理三个维度上进行了拓展[3]。在纵向上，构建了“基础认知—基础实践—综合创新”三段式知识体系，符合学生成长规律，从易到难，循序渐进。兼具通识教育、专业教育和创新创业教育的属性。

1. 基础认知

教学内容为制造业的典型工程基本概念与工程伦理知识。通过机械系统、动力系统、控制系统以及机电一体化系统的典型产品的认知，将利益伦理、环境伦理、职业伦理、安全伦理四个方面相关影响要素融入工程实践之中。

2. 基础实践

教学内容为制造领域的工艺与技术。由“经典+现代+智能”制造技术的15个训练单元构成。涵盖金属加工、非金属成型、控制技术、电工电子、智能制造等多个技术领域。注重跟踪新技术、新工艺、新装备的发展与应用，为适应新一轮工业革命对人才培养的要求，增设“智能装配”“智能物流”“CAD/3D打印”等项目。采用典型的学科交叉项目作为教学案例，教学载体向以智能物流机器人为代表的多技术融合机电产品拓展，体现新工科人才培养要求。

3. 综合创新

教学内容为产品设计规范及技术标准。通过开放实验室为学生提供技能培训、竞赛辅导和科普课堂等教学活动，鼓励学生跨学科、跨专业自主选题，完成产品研发全过程。通过创新工坊和虚拟社区的建立，使学生达到“自我体验、自主学习、自由创造”的目的。

（二）实践育人探索深度融合

工程实践课程将伦理、思政、劳育、美育有机融入教学之中。系统增加利益、环境、责任、安全等工程伦理知识。结合典型工程案例，引导学生建立正确的工程观与伦理责任;传承哈军工优良传统，深入挖掘我校在“三海一核”领域取得的工程成就以及工程领域领军人物和杰出代表的工程故事，形成特色显著的“工程思政”。以“大国工程篇”“大国重器篇”“大国工匠篇”“大国制造篇”为脉络构建思政案例库。课程中融入思政元素，在实践中宣扬国匠示范，环境中展示中国制造、氛围中营造工程文化。通过丰富的课程思政案例、展板及视频等载体，形成了“线上+线下，有声+无声，显性+隐形”的多渠道思政教育;通过劳动实践，使学生树立守德崇劳的劳动观;将工艺美学赋能产品制造，以工程文化馆、工创文化墙、工艺作品展等教学情境渗透美育元素，令学生感受工艺之美、欣赏工程之美、感悟劳动之美，点燃创作热情。通过“打造国之重器，工创匠心传承”“伟大工程巡礼”“美丽的仿生学”等主题讲座将五育育人落到实处。

（三）教学设计突出创新培养

为了突出对学生综合能力、创新能力的培养，我们在教学设计上精心构思，在教学过程的每个阶段设置能够体现综合与创新能力的环节。在基础认知阶段，引导学生根据工程经济意识、安全意识、质量意识、环保意识自主命题撰写“工程创意报告”和“伦理分析报告”;在基础实践阶段，建立“点面结合”的教学模式，每一个训练单元都包含学生自主设计环节，倡导学有余力的学生进行自主设计的“点”上创新活动;在工艺设计单元，要求学生综合运用所学知识进行工艺设计或撰写“创新思维报告”，实现“面”上创新;在综合创新阶段，建立“课内课外结合”的实践教学模式，鼓励学生跨学科、跨专业自主选题，完成产品研发全过程并将课内创意在课外延伸，培养学生的创新意识和创新能力[4]。

（四）质量保障建立实用标准

提出了工程训练课程标准的基本定义，规定了工程训练课程一般范式与学习目标，约束工程训练课程的“生成、协调、实施、支持、评价、改进”各个环节的指导性文件。包含课程标准及课程（体系）建设规范，教学指导书（含工艺过程卡片、加工成本估算），工程训练教学质量手册和程序文件清单等内容。

依据课程标准，给出了工程训练课程要素间的逻辑关系。设计了“课程目标，教学基本要求，教学实施支持条件，场地设备等硬件资源，师资教辅等人力资源，精品课、慕课多媒体等软件资源，课程质量管理运行程序”等之间的相互作用形式和各分项质量标定。形成了以质量管理手册和程序文件集为载体的课程建设一般范式（见图1）。

以课程标准为核心建立的课程质量管理体系（见图2），形成了目标管理、过程管理、资源条件管理三个管理层次，分别对应学术机构、管理机构、保障机构，分别完成质量标准的审定、教学实施质量控制、基础保障条件建设工作，维持质量体系运行，保证最佳资源利用率。实现了工程实践课程质量管理微观操作标准化流程基础上的宏观质量控制机制，形成可移植和借鉴的实操性课程质量解决方案。